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          管道知識小百科

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          光纖在管道上的應用

          來源:《管道保護》2022年第5期 作者:董博 時間:2022-11-7 閱讀:

          光纖即光導纖維,是一種由玻璃或塑料制成的纖維,可作為光傳導工具,傳輸原理是“光的全反射”。 微細的光纖封裝在塑料護套中,使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常,光纖一端的發射裝置使用發光二極管或一束激光將光脈沖傳送至光纖,光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈沖。光纖具備多方面的優勢。

          損耗低。在同軸電纜組成的系統中,最好的電纜傳輸800 MHz信號每公里損耗40 dB以上。相比之下,光纖損耗則要小得多,傳輸1.31 μm的光每公里損耗0.35 dB以下,若傳輸1.55 μm的光每公里損耗更小到0.2 dB以下。比同軸電纜的功率損耗要小一億倍,而傳輸距離遠得多。

          重量輕。光纖非常細,單模光纖芯線直徑一般為4 μm~10 μm,外徑125 μm,加上防水層、加強筋、護套等,用4~48根光纖組成的光纜直徑不到13 mm,比標準同軸電纜直徑47 mm小得多,加上光纖是玻璃纖維,比重小,使它具有直徑小、重量輕的特點,安裝十分方便。

          抗干擾能力強。光纖的基本成分是石英,只傳光,不導電,故光纖傳輸對電磁干擾、工業干擾有很強的抵御能力。也正因為如此,光纖傳輸的信號不易被竊聽,更利于信息保密。

          保真度高。光纖傳輸一般不需要中繼放大,不會因為放大引入新的非線性失真。只要激光器的線性好,就可高保真地傳輸電視信號。實際測試表明,好的調幅光纖系統的載波組合三次差拍比C/CTB在70 dB以上,交調指標也在60 dB以上,遠高于一般電纜干線系統的非線性失真指標。

          性能可靠。一個系統的設備越多,發生故障的機會越大。因為光纖系統包含的設備數量少,可靠性自然更高,加上光纖設備的壽命都很長,無故障工作時間達50~75萬小時。

          光纖用于管道系統通訊,傳導性能良好,傳輸信息容量大。

          光纖預警系統利用與同溝敷設的通信光纜作為連續分布式傳感器,檢測管道沿線土壤振動情況,能夠預警外界破壞事件。光纖在運動、振動或受到壓力時,會導致形態干擾而產生光信號相位的改變。根據光纖上有擾動時的“彈光”效應,光纖內的傳輸光將受到相位調制。如果使兩束光發生干涉,通過對干涉光信號作頻譜分析,可以提取擾動源的特征信息。


          光纖光柵是一種通過一定方法使光纖纖芯的折射率發生軸向周期性調制而形成的衍射光柵,是一種無源濾波器件,其諧振波長對溫度、應變、折射率、濃度等外界環境的變化比較敏感,因此在傳感領域得到了廣泛的應用,可用于感溫火災報警系統、管道泄漏監測系統。


          作者簡介:董博,1981年生,高級工程師,2003年畢業于河北工業大學,現主要從事管道管理工作。聯系方式:13231688760,dongbo03@pipechina.com.cn。


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